毕业设计（论文）--环境振动噪声能量回收系统设计.docVIP

武汉理工大学本科生毕业设计（论文）开题报告 1、目的及意义 随着近代工业的发展，环境污染也随着产生，噪声污染被看成是世界范围内三个主要环境问题同时也解决了我们噪声界被动治理，无法回用的缺点，从而提高噪声治理在整个环保板块中的地位。　　　 设计的基本任务是： （1）； （2）； （3）； （4） （5）提交软硬件和全部资料； 主要技术方案是： (1)软件设计方案：(2)硬件设计方案： 3、进度安排 1. 准备阶段 （—2周） 本阶段对大量相关资料或文献进行研究，在深入学习的基础上，逐步找出自己可以选用的传感器，并对传感器进行深入了解与学习。 .完成研究阶段（-9周） 本阶段已经在扎实知识积累的基础上，正式进入该课题的研究，在大概六周的时间内，完成规划方案的设计并对方案进行综合评价，并且由指导老师进行修正，不断改进自己研究，最终订出结果，设计出硬件电路模型. 毕业报告形成阶段 （-14周） 本阶段集中精力完成毕业报告，由指导老师修改完善，且根据学校要求，完成封面装订工作。 . 毕业设计答辩阶段 （1周） 根据自己的毕业设计，以及学校的要求，完成与之对应的毕业设计答辩。 摘要 I Abstract . II 绪论 1 1噪声回收系统原理 3 1.1声电转换器 3 1.1.1常见声电转换器的原理 3 1.1.1.1动圈式声电转换器 3 1.1.1.2电容式声电转换器 4 1.1.1.3驻极体声电转换器 4 1.1.1.4压电式声电转换器 5 1.1.2声电转换器的选择和使用 6 1.1.3声电转换器的指向性 7 1.2噪声源定位原理 7 1.2.1仿人双耳的声源定位方法 7 1.2.2基于到达时间差的声源定位方法 7 1.2.3基于声压幅度比的声源定位方法 8 1.3太阳能电池工作原理和特性 9 1.3.1太阳能电池工作原理 9 1.3.2太阳能电池的电学特性 11 2噪声源定位模块设计 12 2.1方案论证 12 2.2硬件设计 13 2.2.1单片机 13 2.2.2两相步进电机 15 2.2.3步进电机驱动电路 16 2.2.4单片机晶振 17 2.2.5电压比较器 17 2.3系统实物模型 18 3能量转换及收集模块设计 20 3.1整流电路的设计 20 3.1.1桥式整流电路 20 3.1.2三倍压整流电路 22 3.1.3整流电路的选择 24 3.2 DC-DC升压电路的设计 24 3.2.1 Max1678芯片介绍 24 3.2.2 DC-DC转换器原理 25 3.2.3 电路设计 27 3.2.4 元件的选择 28 3.3 能量收集电路的设计 29 3.3.1电容储能电路 29 3.3.2锂电池储能电路 30 4软件设计 33 4.1方案论证 33 4.2主程序 33 4.3中断子程序 34 5结论与展望 35 5.1结论 35 5.2展望 36 致谢 37 参考文献 38 附录1噪声源定位硬件原理图 40 附录2能量回收硬件原理图 41 附录3系统总硬件原理图 42 附录4声源定位程序 43 摘要 在近代工业高速发展的今天，环境噪声污染对人们的生活影响越来越大。而同时，现代的全球能源日趋紧缺，开发各种新能源亟不可待。这两点问题的结合，让我们很自然的开始考虑一个新的问题：是否可以将环境噪声加以利用，变废为宝。这样不仅减少了噪声污染，也可以为能源危机找到一条新的出路。正是出于这些目的，本设计开始了探索和研究。 首先，本文对噪声能量回收系统相关方面的原理做了个大致的介绍，这其中包括各种声电转换器的工作原理、噪声源定位技术原理和天阳能电池的工作原理简介。通过简单的介绍、比较，本设计的相关元器件和控制方法基本确定了下来。接着，本文分模块详细介绍了环境振动噪声能量回收系统的硬件和算法、软件方面的设计。为了能够最大效率的回收噪声能源，本文特意设计了噪声源定位模块。通过采用基于声压幅度比的声源定位算法，我们能够精确定位噪声源的方向，并自动调整声电转换器的位置。最后，本文设计了能量回收模块，通过三倍压整流电路，DC-DC升压电路和能量收集电路，很好的将压电式声电转换器产生的微小的电能储存在了锂电池中。由于整个系统最关键的就是能效比的问题，而本设计中的一些主要芯片工作都要消耗掉能量。所以，本文利用了现在已经研究的比较成熟的太阳能电池来作为这些芯片的工作电源。这样，由于太阳能是很丰富的，利用太阳能来回收噪声能，系统的储能肯定会大于耗能。 本文的软件设计主要是放在了噪声源定位方面，通过用汇编语言编写了噪声定位模块，用单片机控制步进电机完成了对噪声源的自动定位追踪。通过对这些软件的设计，加深对单片机控制作用的实现的认识。 在硬件电路图的设计中，为了让自己的设计更具有说服力，对一些电路图本文用P